于景山，王建新，臧興運，王世波

1.樺甸市黃金有限責(zé)任公司，吉林 樺甸 132400；2.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林 長春 130061；3.吉林省地質(zhì)調(diào)查院，吉林 長春 130102

0 引言

吉林樺甸板廟子金礦床，距樺甸市89°方向、直距46 km，是一個有近40年開采歷史的老礦山，目前，礦山已開采至-243 m標(biāo)高，653 m中段。為了增加礦山資源儲備，延長礦山服務(wù)年限，為礦山設(shè)計提供依據(jù)，受吉林省樺甸市黃金有限責(zé)任公司委托，吉林省第五地質(zhì)調(diào)查所對板廟子金礦本區(qū)深部（-243 m標(biāo)高以下）302-7號礦化帶和303-13號礦化帶進(jìn)行勘探工作，野外工作時間2012年5月至2016年8月。本文在對深部礦體地質(zhì)特征初步總結(jié)的基礎(chǔ)上，對本礦床的形成機(jī)制進(jìn)行了討論，為本礦山、省內(nèi)同類礦山的深部地質(zhì)工作，提供一些線索和依據(jù)。

1 -243 m標(biāo)高以上礦床及礦體地質(zhì)

圖 1 吉林樺甸板廟子金礦床地質(zhì)簡圖Fig.1 Geological sketch map of the Banmiaozi gold deposit in Huadian, Jilin Province

板廟子金礦床位于白山地塊與夾皮溝地塊之間的韌性剪切帶上，大砬子—夾皮溝金礦成礦帶中段西部（圖1）[1，2]。地表除大面積分布新太古代花崗閃長巖外，零星分布有新太古代夾皮溝巖群三道溝巖組，巖石類型主要有斜長角閃巖、磁鐵石英巖等，脈巖主要有輝綠巖、閃長玢巖、鉀質(zhì)偉晶巖、花崗細(xì)晶巖等，巖石普遍遭受程度不等的糜棱巖化。在東西長2.55 km，南北寬0.86 km，面積約2.2 km2礦床范圍內(nèi)，現(xiàn)已查明礦化帶（每條礦化帶均含有數(shù)量不等的含金石英單脈）35條，編號為301～332[3]。主要礦化帶走向為270°～295°,南西傾，基本與糜棱葉理走向一致（局部有＜10°交角），傾角75°～80°（與糜棱葉理一致），空間分布上具分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)特點，并多呈右行斜列，顯示出受脆性剪切裂隙控制的特點。

302號和303號是礦床中主要兩條礦化帶（圖1），沿走向、傾向均呈右行斜列式展布，至-243 m標(biāo)高其編號已順序至302-7號和303-13號，礦化帶中單礦體主要為含金石英脈，多呈扁豆?fàn)?、透鏡狀，少數(shù)呈脈狀、似脈狀。沿走向或傾向變化復(fù)雜，具分支復(fù)合，尖滅再現(xiàn)特征明顯。單個礦體最長320 m，最短18 m，一般在50～200 m左右；最大延深240 m，延長與延深比近1∶1；礦體水平厚度最寬7 m，最小0.05 m，一般為0.2～1 m左右。礦體間產(chǎn)狀大致相同，走向 275°～295°，傾向南西，傾角75°～85°，局部地方反傾。輝綠巖或煌斑巖發(fā)育，并在礦脈中見煌斑巖或輝綠巖捕虜體和見含礦石英脈插入煌斑巖或輝綠巖脈中。礦化帶規(guī)模、產(chǎn)狀、形態(tài)均受煌斑巖或輝綠巖控制，并隨其變化而變化。鉀質(zhì)偉晶巖脈也很發(fā)育，空間分布上與金礦體關(guān)系密切，主要分布于近地表的中淺部。

礦石的工業(yè)類型：以含硫化物石英脈型為主，含礦化物石英細(xì)脈帶型、碳酸鹽細(xì)脈帶型和硅質(zhì)細(xì)脈帶型次之。自然類型依據(jù)穩(wěn)定的礦物組合及其賦存狀態(tài)，劃分為四種類型：①含金黃鐵礦石英脈型礦石；②含金多金屬石英脈型礦石；③純金屬硫化物型礦石；④含金黃鐵礦石英細(xì)脈、網(wǎng)脈型礦石。

2 -243 m標(biāo)高以下礦體地質(zhì)

本次勘查按Ⅲ勘查類型布置探礦工程，利用鉆探和沿脈工程對302-7號和303-13號礦化帶進(jìn)行深部揭露控制。

2.1 302-7號礦化帶

礦化帶走向285°～295°，傾向北東，傾角73°～84°，呈似脈狀、透鏡狀展布。目前-130 m標(biāo)高以上已采空，-170 m標(biāo)高、-210 m標(biāo)高、-243 m標(biāo)高間正在開采。

本次勘探在-243 m標(biāo)高以下，礦體由YM-1、YM-2兩個工程及BZK3.0-1等32個鉆探工程控制。揭露結(jié)果表明礦化帶在-243 ～-523 m標(biāo)高連續(xù)性較好，礦化帶總體走向295°，傾向25°，傾角70°～89°，控制斜深282 m。其中賦存的單礦體含金石英脈礦體長度80 ～175 m，厚度0.22 ～8.14 m，平均厚度2.25 m，厚度變化系數(shù)67%，厚度變化屬于較穩(wěn)定；單樣品位0.08×10-6～101.90×10-6，品位變化系數(shù)75%，品位變化較均勻。根據(jù)見礦位置、巖蕊軸夾角及-243 m以上標(biāo)高已知礦化帶特征，推測在-243 ～-523 m標(biāo)高之間賦存的單礦體仍具有尖滅再現(xiàn)的特點，單礦體的產(chǎn)狀、形態(tài)變化穩(wěn)定，如圖2所示。

表1可知，203號礦化帶各元素含量均未達(dá)到伴生組分評價標(biāo)準(zhǔn)，各標(biāo)高含量基本穩(wěn)定，變化不大。

圖 2 302-7號礦化帶分布形態(tài)示意圖Fig.2 Distribution pattern schematic of the No.302-7 mineralized belt

2.2 303-13號礦體

礦化帶-130 m標(biāo)高以上于2009年以前采空，-130 m標(biāo)高～-243 m標(biāo)高之間由樺甸市黃金有限責(zé)任公司在生產(chǎn)勘探中進(jìn)行了控制，本次工作是在生產(chǎn)勘探的基礎(chǔ)上對礦化帶在-243 m標(biāo)高以下進(jìn)行勘探。

礦化帶在-243 m標(biāo)高以下由BZK23.4-2等7個鉆孔（見礦率100%）進(jìn)行控制。揭露結(jié)果表明在-243 ～-375 m標(biāo)高礦化帶邊續(xù)性較好。礦化帶總體走向280°～290°傾向南，傾角78°～84°。賦存的單礦體含金石英脈控制斜深為47 ～114 m，真厚度0.73 ～ -2.18 m，平均厚度1.41 m，厚度變化系數(shù)45%，厚度變化穩(wěn)定。單樣品位1.45×10-6～46.94×10-6，品位變化系數(shù)88%，品位變化較均勻。

2.3 302-7-1號礦體

本礦體是此次勘探新發(fā)現(xiàn)的盲礦體，礦體由BZK5.6-2、BZK5.6-3、BZK5.6-4 、BZK5.6-7、BZK5.6-8、BZK5.6-9六個鉆孔控制，傾向北，傾角70°～-80°；賦存標(biāo)高-253 ～ -303 m，礦體長40 m，控制礦體斜深50 m ，礦體厚度1.99 m～2.71 m，平均厚度1.56 m；厚度變化系數(shù)42%，厚度變化穩(wěn)定。單工程平均品位0.37×10-6～19.30×10-6，品位變化系數(shù)113%。

3 討論

3.1 成礦物質(zhì)來源

成礦物質(zhì)來源一直是礦床學(xué)討論不休的問題之一[4]。夾皮溝巖群三道溝巖組是原巖為基性-中基性-酸性火山巖和火山碎屑巖及硅鐵質(zhì)沉積巖，前人研究表明，該巖組下部鎂鐵層金的豐度很高（平均為5.0×10-9），是地殼豐度（克拉克值）的2倍，且歷經(jīng)后期變形變質(zhì)作用，是古老的原生含金建造，容易活化[5，6]，對金礦成礦無疑具有重要促進(jìn)作用[6，7]。

3.2 成礦時代

包括本礦床在內(nèi)的夾皮溝成礦帶上諸多金礦床的成礦時代，一直是關(guān)注的重點之一。上世紀(jì)八九十年代多認(rèn)為以新太古代為主[8，9]；近年來的研究成果表明，傾向于以中生代燕山期為主[10-12]。

本礦床輝綠巖與含金石英脈空間上、成因上關(guān)系密切，是主要找礦標(biāo)志之一[13，14]。本礦床及外圍輝綠巖等脈巖同位素測年結(jié)果如表2所示[15]，由此可知本礦床主要成礦期為早侏羅世。

表 1 302號礦化帶微量元素分析結(jié)果（wB /10-6 )Table 1 Trace element (ppm) data of No. 302 mineralized belt

3.3 成因類型

不同的學(xué)者從不同的角度，對本礦床及夾皮溝成礦帶上其它礦床的成因類型，進(jìn)行了不同的劃分。主要有與太古代綠巖帶有關(guān)的脈型金礦[8，16]、造山帶型金礦[16]、韌性剪切帶型[6，7,18]等觀點。

本礦床處于大砬子—夾皮溝北西向韌性剪切帶中，區(qū)內(nèi)巖石不同程度地發(fā)育糜棱巖化，已知礦化帶在走向、傾向上均受主剪切裂隙控制，且產(chǎn)狀較穩(wěn)定，其分布規(guī)律已成為礦床探、采礦工程重要的布置依據(jù)[15]。根據(jù)控礦構(gòu)造性質(zhì)，將本礦床定義為韌性剪切帶型較為適宜。

韌性剪切帶型礦床是一類重要的礦床類型，有關(guān)研究成果較多[19-22]。根據(jù)剪切帶中巖石的變形將剪切帶分為脆性、脆- 韌性和韌性剪切帶三類，它們形成于地殼的不同深度，分別對應(yīng)于上、中、下三個構(gòu)造層次，上構(gòu)造層次是位于地殼上部，主要由斷層巖組成；中部為兩者過渡類型，表現(xiàn)為脆-韌性變形特征；下部構(gòu)造層次是深部的韌性剪切變形帶，由發(fā)育線理和面理組構(gòu)的塑性變形的糜棱巖組成的。金礦富集沉淀往往是由韌性剪切帶及其內(nèi)部發(fā)育的脆- 韌性剪切帶共同作用的結(jié)果[23-25]。

表 2 區(qū)內(nèi)巖脈K －Ar年齡測定結(jié)果表Table 2 K-Ar data for the dike in the area

圖 3 吉林省韌性剪切帶型金礦礦化分帶示意圖Fig.3 Mineralization zoning sketch map of ductile shear zone type gold mine, Jilin Province

根據(jù)前人研究成果[25]，總結(jié)出韌性剪切帶型金礦礦化分帶示意圖，如圖3所示。在前期韌性剪切帶的基礎(chǔ)上，后期剪切作用疊加，由淺至深可分為四個礦化分帶：Ⅰ為微細(xì)脈帶，淺部構(gòu)造層次，脆性剪切，形成的剪切裂隙以微細(xì)裂隙為主，含金石英脈呈微細(xì)脈狀；Ⅱ為中粗脈帶，中部構(gòu)造層次，脆性剪切，形成的剪切裂隙以較具規(guī)模的裂隙為主，含金石英脈呈中、大脈狀；Ⅲ為礦化糜棱巖帶，中部構(gòu)造層次下部，韌脆性剪切，已初步形成糜棱巖，但仍見有礦化，形成含金糜棱巖；Ⅳ為無礦糜棱巖帶，下部構(gòu)造層次，韌性剪切，形成糜棱巖，無礦化，糜棱葉理與前期糜棱葉理有一定交角。礦床-43 m標(biāo)高302號礦化帶中含金石英脈流體包裹體測溫結(jié)果表明[26]，含CO2三相包裹體均一溫度為250 ～ 326 ℃、w(NaCl)為4 .51 %～ 7 .14 %；氣液兩相包裹體均一溫度129 ～ 229 ℃、w(NaCl)為5 .25 %～7 .01 %。據(jù)此估算本礦床成礦壓力為34 .7～ 109 .6 MPa ，礦床形成深度6～7 km。同時表明礦區(qū)成礦流體以巖漿水為主，但可能有大氣降水的混入，反映該礦床成礦作用與區(qū)內(nèi)中生代巖漿活動關(guān)系密切[26]。

3.4 成礦機(jī)制

中太古代吉遼陸核形成不久裂解，在夾皮溝地塊、白山地塊等各地塊間形成規(guī)模不等的洋盆，于盆地中便發(fā)育了碎屑沉積建造、基性火山巖建造和硅鐵質(zhì)建造，新太古代各地塊相互拼合洋盆關(guān)閉，各類建造發(fā)生變質(zhì)作用形成表殼巖[2]。夾皮溝地塊、白山地塊以大砬子—夾皮溝韌性剪切帶為界拚合，表殼巖夾皮溝巖群三道溝巖組富含Au元素，形成初始礦源層。

早侏羅世，在太平洋板塊俯沖歐亞大陸導(dǎo)致區(qū)域敦—密斷裂大規(guī)模左旋平移的構(gòu)造背景下，大砬子—夾皮溝斷裂帶亦發(fā)生左旋剪切作用，并疊加在前期新太古代剪切帶上[7]，如圖4所示，由淺部至地下深處，逐漸由淺部構(gòu)造層次過渡到中部構(gòu)造層次。在持續(xù)強(qiáng)烈的韌性剪切作用中，深部的長英質(zhì)組份熔融析出并沿剪切帶向上流動，由于熔點相對較低在較淺的剪切裂隙中充填結(jié)晶形成鉀質(zhì)偉晶巖（稍后或與此同時，深部熔融的基性組份也向上流動，但熔點較高在較深的剪切裂隙中充填結(jié)晶形成輝綠巖脈），剩下的SiO2、S2-、H2O等組份繼續(xù)向上移動，在地殼淺部與大氣降水混合并沿表殼巖層理、礦物顆粒間隙等向下滲濾，由于Au元素的親硫性[27]，逐漸在地殼深部形成富含絡(luò)合物[Au(HS)2]-（也可能含有少量H2[AuCl2O]2等）、[H4SiO4]0、H2O等組合的混合流體，并向低壓區(qū)斷裂帶遷移。當(dāng)在剪切帶中遇到輝綠巖脈時，由于物理化學(xué)條件的改變，[H4SiO4]0解體形成石英脈，隨后[Au(HS)2]-解體，其中的S2-與輝綠巖中的Fe2+等結(jié)合形成黃鐵礦等金屬硫化物，與此同時Au元素釋放賦存于黃鐵礦等金屬硫化物的裂隙中，與石英脈一起形成含金石英脈。這樣，在剪切帶、輝綠巖、鉀質(zhì)偉晶巖、大氣降水、三道溝巖組等共同作用下，形成板廟子金礦床。

在含金石英脈形成過程中，有兩種特殊情況：有時混合流體中主要成分為[Au(HS)2]-，與輝綠巖接觸后形成不含硅質(zhì)石英、純由黃鐵礦等金屬硫化物組成的高品位金礦體，俗稱“晶體塊”，在各礦化帶中均有發(fā)現(xiàn)，整個礦床中約有四分之一單礦體是這種類型；還有一種情況是，與圖4中相反，輝綠巖位于鉀質(zhì)偉晶巖上方，由鉀質(zhì)偉晶巖帶來的SiO2、S、H2O等組份與輝綠巖脈帶來的Fe2+等組合直接混合，其中的S2-與輝綠巖中的Fe2+等也形成純由黃鐵礦等金屬硫化物組成的脈體，但由于S2-沒有參與到表殼巖中滲濾作用而沒有形成[Au(HS)2]-，因此這種硫化物脈體不含金，俗稱“假晶體塊”，在礦床北部325、332等個別礦化帶中存在這類脈體。

礦床形成后，地殼抬升，礦床遭受剝蝕，如圖4所示。

圖 4 吉林樺甸板廟子金礦床成礦模式圖Fig.4 Metallographic pattern of Banmiaozi gold deposit in Huadian, Jilin Province

4 結(jié)論

（1）302-7號礦化帶在-243 m～-523 m標(biāo)高總體走向295°，傾向25°，傾角70°～89°，賦存的單礦體含金石英脈礦體長度80 ～175 m，厚度0.22 ～8.14 m，厚度變化系數(shù)67%；單樣品位0.08×10-6～101.90×10-6，品位變化系數(shù)75%。

（2）303-13號礦化帶在-243 ～-375 m標(biāo)高總體走向280°～290°傾向南，傾角78°～84°，賦存的單礦體含金石英脈控制斜深為47 ～114 m，真厚度0.73 ～-2.18 m，厚度變化系數(shù)45%；單樣品位1.45×10-6～ 46.94×10-6，品位變化系數(shù)88%。

（3）礦床類型為韌性剪切帶型，目前處于中部構(gòu)造層次，其深部仍有找礦前景。

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